农业发电和生态发电

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对农民、土地所有者、社区和环境的八项好处

农业发电和生态发电与可持续农业兼容, 健康的环境, 经济效益, 可再生能源生产. 它们为弱势社区、农民、环境和社会带来多重好处.

农业发电对那些从温和的温度和土壤湿度中受益的作物效果最好, 以及能够耐受太阳能电池板提供的部分遮荫的作物. 多种作物可以在农业光伏系统中茁壮成长，包括浆果(如草莓).g.，蓝莓，草莓，覆盆子)，绿叶蔬菜(如蓝莓，草莓，树莓).g., 生菜, 白菜, 小白菜, 羽衣甘蓝, 2 .农业发电:将太阳能生产与农业相结合的系统.e.(作物或牲畜)同时在同一块土地上种植. 太阳能电池板可以布置在农作物之间或上方，充当栅栏或防风林，为易受阳光照射的农作物和羊等动物提供遮阳. 生态发电:一种促进生态系统功能的太阳能生产系统.g.、生境、生物多样性、空气质素控制). 生态发电利用生态知识来了解太阳能电池板如何影响非生物生态系统的组成部分.g.(如阳光、水、空气)，并与生物有关(如.g.、植物、动物、有益土壤微生物). 目标是使太阳能基础设施有助于生态系统的健康和可持续性(Sturchio和Knapp 2023)。. UCS / EDF / SHE/ EI菠菜)，覆盖作物，草本植物(e.g.(罗勒、香菜、莳萝、欧芹)和本土草. 生态发电可以在任何传统的太阳能系统中实现.

以下是农业发电和生态发电的八个好处:

1. 减少农业用水，促进农业可持续发展

农业发电和生态发电提供了促进可持续农业和环境健康的生态效益, 包括更健康的土壤和减少用水. 也, 因为植被对太阳能电池板有冷却作用，而太阳能电池板在较低的温度下517888九五至尊娱乐得更好, 农业光伏系统往往比裸露地面上的太阳能板更有效地产生能量(Williams等人). 2023).

农业光伏系统有多种安装选择, 有着不同的农艺和能源优势和权衡. 2024年在美国西南部进行的一项研究表明，农业发电可以减少30%到40%的用水量, 对耐阴作物的产量影响最小, 尽管对于需要阳光直射的作物，结果就不那么乐观了(沃曼), Jenerette, 巴伦-加福德2024).

农业发电通过在太阳能电池板下遮蔽土壤来减少作物的蒸散作用(土壤的蒸发和植物在光合作用过程中的蒸腾作用), 从而显著节约用水. 与土壤健康实践相结合, 农业发电可以促进土壤的长期健康和生产力. 减少蒸发可以节约水资源, 而适度的土壤温度和湿度水平可以促进微生物活动, 加强营养保留, 改善土壤结构. 与其他结合 土壤健康原则 (包括美国农业部关于增加作物多样性的建议，整合 牲畜、维护 土壤覆盖层，以及最小化 土壤扰动), 这些条件允许种植多种作物，并促进农业系统中更高的养分浓度和恢复力(Stott和Moebius-Clune 2017)。.

2. 降低农场电力成本，实现收入多样化

农业发电可以提高农场的经济弹性. 小规模项目, 农业发电可以降低农场活动和基础设施产生的电力成本, 比如抽水, 灌溉, 加热, 和制冷.

将农业发电与储能相结合，有助于解决昼夜周期和天气条件造成的生产变化, 它解决了发电和需求之间的不匹配问题. 尽管储能会增加前期投资成本, 它可以减少能源费用，并在停电期间提供帮助.

对于大型系统, 农民可以通过与能源购买者(承购者)(如公用事业公司)的协议(通常是租赁土地用于太阳能)获得收入, 虚拟购电协议, 或者社区选择聚合. 社区选择聚合 是否可以包括向附近的弱势社区提供电力.

实施农业光伏发电系统的激励措施可以侧重于小农, 哪些人往往缺乏大型农业公司的财务弹性和用水渠道. 虽然这些系统可能需要对设备和技术进行一些改变, 在干旱时期和作物价格市场波动期间，农业发电可以提高经济的抵御能力, 保护加州农业的多样性和丰富的文化.

3. 增加潜在的种植选择，阴凉和温和的温度

农业光伏系统减少了阳光直射和晒伤的风险。, 哪些对某些作物有益. 遮阳效果有助于调节温度，降低极端高温和霜冻的风险. 农业光伏系统的条件可以为农民提供更多的种植选择，并有机会在不同的阳光需求下种植更广泛的植物物种. 因此, 农业发电可以提高某些作物的潜在产量，提高对环境和617888九五至尊娱乐波动的适应能力. 它还为农民提供了使用较少灌溉和可以获得更高收入的种植选择.

4. 惠及弱势社群

农业发电在减少从家庭和社区水井附近的农场抽水方面可以发挥重要作用, 同时保留该地区的农业特色. 另外, 不同的生态光伏和农业光伏阵列可以设计地下水补给项目，以保护弱势社区附近的含水层.

Ecovoltaic项目, 当与季节性含水层补给相结合时, 能否在提高水安全和水质的同时，为依赖地下水的当地农民提供栖息地保护和更安全的用水渠道. 在易受水不安全和其他环境问题影响的社区附近整合生态发电也可以通过改善人类和野生动物的生态系统功能，创造更健康的环境.

5. 创造新的、多样化的就业机会

农业发电和生态发电提供了创造新的多样化就业机会的潜力, 在太阳能基础设施的建设阶段和整个系统的生命周期维护需求. 实现, 建设, 在农田上安装太阳能电池板需要在当地社区找到熟练的劳动力，如果给予工人足够的激励来进行劳动力培训的话. 栖息地恢复与生态发电相结合可以为当地提供就业机会, 维护任务也是如此, 比如面板清洁或栖息地管理. 这些系统对当地税收的贡献也有助于该地区的经济.

6. 把可再生能源和环境保护结合起来

生态发电为传统太阳能项目对当地社区和生态系统的负面影响提供了可持续的解决方案, 比如灰尘和热岛. 精心规划的生态光伏系统可以产生清洁能源，同时有助于生态和社会福祉. 生态发电可以为传粉昆虫和濒危物种创造栖息地, 提供小617888九五至尊娱乐以减轻因617888九五至尊娱乐变化而加剧的极端天气事件的影响, 控制影响发电和居民健康的粉尘积聚.

覆盖作物和原生植物可以整合到生态系统中，以增强生物多样性, 促进土壤健康, 减少侵蚀，同时保持可再生能源基础设施与周围环境之间的功能关系. 生态发电装置产生的收入也可以为栖息地的维护提供资金, 促进互联互通项目和恢复计划的长期可持续性.

7. 促进公平的清洁能源转型

在向清洁能源过渡的过程中，通过将太阳能发电与农业生产相结合，农电为农民提供了一个重要的机会，使他们能够保持土地的生产. 这一解决方案有助于公平过渡到清洁能源，同时解决土地利用问题, 水的利用, 以及经济可行性. 农业发电展示了农业和可再生能源生产的兼容性. 它们最大限度地发挥可再生能源和环境效益，同时支持健康的农业经济.

生态发电可以帮助清洁能源转型，并在同一土地上解决生态和环境问题. 如果生态发电是新太阳能电池板安装的标准, 太阳能的增加还可以增强环境恢复力和生态系统功能, 为每个人提供多重利益.

8. 创建有助于精准农业和自动化的新基础设施

农业光伏系统与智能农业和自动化技术具有协同作用，可以帮助农民整合新的和未来的先进设备. 基础设施可以容纳和支持自动化技术, 比如通讯设备, 机器人设备, 和传感器, 提高耕作效率, 精度, 和可持续性. 例如, 太阳能电池板基础设施可以结合精准农业和自动化元素, 如互联网连接和电子设备，以测量和收集数据(如.g., 蒸散), 通过监控和自动化机制促进数据驱动的决策.

鼓励农业发电和生态发电的四条建议

1. 鼓励获得农业光伏系统融资

农业发电的经济效益是影响系统投资决策的最大因素, 但是农业发电的成本是最大的障碍, 根据对美国和国外农民的调查和访谈(Cuppari et al .). 2024). 农业发电的激励措施应考虑降低安装成本和保证与电力相关的收入或节省.

融资, 通过低息贷款或赠款, 能让农业发电变得更便宜吗, 特别是对获得资金有限的小农和处境不利的农民. 农业发电可以与其他以环境保护为重点的经济激励措施相兼容, 智能农业, 以及可持续的实践. 保护、社区或农517888九五至尊娱乐导的项目可以形成4个图. 农业光伏和生态光伏系统UCS / EDF / SHE/ EI与私营太阳能开发商合作. 这些伙伴关系可以共同设计项目, 概述所提供的好处, 建立成本收入协议.

2. 资助试点和示范项目

因为农业发电在加州的实施仍然有限, 试点项目对于展示这些系统的可行性非常重要. 试点项目还提供了更多数据，为实施不同的农业光伏系统设计提供最有效的方法, 比如面板间距和加州不同分区的作物选择. 随着农业发电领域的发展, 示范项目可以帮助农民了解农业光伏系统的实施和管理.

3. 设计以农民为中心的系统，提供外联和技术援助

农民在安装农业光伏系统时需要考虑许多后勤和技术方面的问题, 包括种植的作物, 设备需要, 面板布局, 与附近社区的关系, 以及太阳能开发商和土地所有者之间的关系. 协助指导这些决策对于增加农业光伏系统的采用并确保其设计良好，在经济上可行的同时实现多重效益最大化至关重要. 熟悉技术和社区需要的教育组织和推广专家可以促进技术援助和推广.

示范项目和点对点学习可以帮助农民克服向农业光伏系统过渡的挑战, 它们通常是农民首选的学习方法. 成熟的社区成员的支持为其他农民提供了榜样, 而农民的同伴是做出未来决定的一个重要因素.

4. 鼓励采用生态光伏系统取代传统的太阳能项目

生态光伏系统可以成为太阳能项目的标配, 因为他们以多种方式利用土壤，创造了多种效益. 一个有趣而新颖的选择是生态发电和含水层补给(见图)。. 这些项目可以为农民创造双赢的局面, 地主, 可再生能源, 以及附近的社区. 含水层的补给促进了当地人民和农民的水安全, 支持可以改善当地空气质量的自然栖息地. 此外，社会可以从清洁能源和生境恢复中受益.

地役权可以鼓励实施生态发电系统，以保证生态系统功能(如栖息地), 改善环境卫生, 增强抗洪抗旱能力)以及改善附近社区的环境健康. 附近社区和生态光伏项目开发商之间的社区利益协议可以帮助实施者避免延误或法律挑战, 同时支持社区的需求和观点.

实施农业发电和生态发电的三个考虑

1. 成本

农业光伏系统通常比传统的地面安装太阳能光伏系统(如太阳能发电)具有更高的资本成本.g.例如，面板可能需要提高)，农民可能需要新的设备和培训. 农业发电增加的资本成本在0美元到1美元之间.07/瓦直流电(WDC)和$0.80/ WDC以上的常规光伏装置，取决于设计和耕作方式.

生态系统的设计和管理是为了反映和促进生态系统的功能. 例如, 太阳能电池板跟踪器可以设置为在特定时间提供阴影, 间距更近的面板可以减少土壤的蒸发. 一些设计可能需要更高的资本成本. 然而, 有机会以低成本将生态发电管理实践纳入现有的太阳能电池阵列. 例如, 本地植物物种或对传粉者友好的物种可以在太阳能电池板下种植，几乎不需要对太阳能电池板的设计进行额外的改变.

2. 允许

在加州，获得清洁能源项目许可的过程越来越漫长. 然而, 可以说，农业光伏系统比传统太阳能系统更容易获得许可. 地方政府禁止现场使用太阳能的权力有限, 让农民更容易获得许可证. 现场使用农业光伏系统产生的电力可以为农场带来巨大的经济效益, 特别是那些能源密集型的农场.

清洁能源许可的主要障碍之一是当地社区的反对, 导致延误和诉讼. 当开发商没有考虑到清洁能源基础设施对当地社区的影响时，这些延误往往是合理的. 农业发电的领导者可以通过让社区合作伙伴参与进来，改善清洁能源开发的过程, 比如管理土地的农民.

然而，农业发电系统涉及其他问题，可能使许可程序复杂化. 例如, 一些针对农业和自然保护的地役权或税收优惠可能并不清楚农业发电是否符合条件, 这可能会导致审批的延迟. 诸如此类的不确定性会使开发人员对项目的实施犹豫不决. 明确这些政策是鼓励某些农业用地向农电转型的重要一步.

3. 资金

潜在的联邦和州资金来源, 包括退税, 可以用于实现吗, 建设, 规划, 为太阳能项目提供技术援助. 考虑以下几点:

• 美国农业部: 美国农村能源计划 和 农村公用事业服务
• 美国能源部: 国家能源计划 和 太阳能技术办公室(SETO)
• 加州食品和农业部: 传粉者栖息地计划
• 北卡罗莱纳州立大学: 国家可再生能源和能效激励数据库

作者

天使的年代. Fern和ez-Bou 是忧思617888九五至尊娱乐家联盟(UCS)617888九五至尊娱乐与能源项目的西部州高级617888九五至尊娱乐617888九五至尊娱乐家吗. 穆米. Rodriguez-Flores 是环境保护基金的高级分析师. 罗莎·伊莎贝拉·库帕里 是北卡罗来纳大学教堂山分校的博士生. 维维安杨 是UCS617888九五至尊娱乐与能源项目的西部能源分析师吗.

致谢

这项517888九五至尊娱乐是由国家支持实体奖(自助企业和环境保护基金) 加州自然保护部的多利益土地再利用计划 以及UCS成员的慷慨支持. 作者要感谢来自自助企业的索尼娅·桑切斯和斯蒂芬妮·梅尔卡多, 来自环境保护基金会的Gopal Penny, 以及环境激励组织的莫莉·丹尼尔斯和凯蒂·莱利，感谢他们的贡献和支持. 我们也感谢帮助我们改进这个事实表的专家审稿人，他们更愿意保持匿名.

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